家用空调课程设计

1、中原工学院 热能与动力工程目录序言-概述-1 家用空调器方案2 空调器热力计算及压缩机的选型计算3 蒸发器的设计计算4 冷凝器的设计计算5 系统制冷剂充注量的估算6 辅助设备选择 第一节 毛细管设计- 第二节 管路系统的设计- 第三节 干燥过滤器选择-总结-参考文献-序言家用空调作为一个技术上较为成熟、各方面管理较为规范的行业，很早就参与国际知名品牌的市场竞争。家用空调的主要优点：初投资少,与居民的实际购买力相适应。不需经常性的维修和保养。家用空调器若正确安装后,一般可以使用三年左右,用户在此期间根本不需维修,平时也不需专门的保养。近年来，随着市场竞争的白热化和消费者需求的多样化、个性化和环保

2、化，促使生产企业及时转变观念、调整思路，积极寻求技术和产品的创新之处，最大限度地满足消费群体的多层次需求。因此需要有创新思想的家用空调研发、设计人员。在本次课程设计中，课题为KFR-40/BP,通过家用空调器的设计，掌握了设计空调器的整个程序，培养了解决实际问题的能力和创新意识，不仅为企业提供详细的设计计算书，而且为今后从事空调器产品的研究、开发打下基础。课程设计是三年来的学习过程、尤其是专业课学习的系统总结。通过课程设计把所学的理论知识和实际技能有机的结合起来，加以运用和巩固，并培养学生综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能解决工程技术问题的能力，提高学生绘图、计算和查阅文献资料（包括有

3、关标准、规范、手册、标准图和其他资料）的能力，进一步提高工程设计能力、科学研究能力。概述1、本次家用空调设计名义工况制冷量：1kW，制冷剂R134a2、气候类型T13、单冷型房间空调器第一章制冷系统方案设计空调装置包括：压缩机，蒸发器，冷凝器，毛细管，干燥过滤器，轴流风机，贯流风机，气液分离器。第二章 压缩机的选型计算2.1制冷循环热力计算1.1循环参数及压焓图制冷循环参数：蒸发温度：5冷凝温度：54.4膨胀阀前液体温度46.1过冷度8.3吸气温度：15室内干球温度27，湿球温度19室外干球温度35，湿球温度242.2空调器的热力计算 1. 单位质量制冷剂制冷量=405.89265.57=14

4、0.32 kJ/kg2单位理论比功0=h2s-h1'=467.47-410.41=57.06 kJ/kg3制冷剂循环质量流量qm=Q0q0=114.32=7.13×10-3 kg/s4实际输气量qvs=qm×1=7.13×10-3×0.0614=0.438×10-3m3s5输气系数 =0.686压缩机理论输气量qvh=qvs=0.438×10-3/0.68=0.64×10-3m3s7压缩机理论功率P0=qm×0=7.13×10-3×57.06=0.411kW8压缩机指示功率取压缩机的指示

5、效率i=0.8压缩机指示功率pi=p0/i=0.41/0.8=0.51kW9 压缩机轴功率 取压缩机的摩擦功率Pm=0.1kW压缩机轴功率 Pe=Pi+Pm=0.51+0.1=0.61kW2.3压缩机的选择根据计算结果，查选用空调用阿斯帕拉NE6187Z定速压缩机。额定制冷量1089W，电机输出功率570W，能效比1.75该压缩机的名义工况的制冷剂质量流量为第五章 制冷剂的充注量的估算对于小型空调器而言，由于没有储液器，故系统内制冷剂的充注量对制冷机的经济、安全运行起着重要的作用。充注量过少，蒸发器只有部分得到润湿，蒸发器面积不能得到充分利用，蒸发量下降，吸气压力降低，蒸发温度降低，蒸发器出口

6、制冷剂过热度增加，这不仅使循环的制冷量下降，而且还会使压缩机的排气温度升高，影响压缩机的使用寿命。充注量过多，不仅蒸发器内积液过多，致使蒸发器压力升高，传热温差减小，严重时甚至会产生压缩机的液击现象，而且会使冷凝器内冷凝后的冷凝液体不能及时排出，使冷凝器的有效面积减小，导致冷凝压力升高，压缩机耗功增加。由此可知，在一定工况下，系统内存在一个最佳充注量的问题。系统中制冷机的充注量不等于制冷剂的循环量，它应根据系统的容积大小、制冷剂在系统各处的状态、干度风分别加以计算。据有关资料介绍，对制冷剂为R134a、小型空冷式空调器而言，系统的制冷剂充注量可用下式估算：G=0.5334VH+0.2247VK

7、式中： G-系统制冷剂充注量，kg； VH-蒸发器容积，L； VK-冷凝器容积，L。本设计中，由前面计算可知，蒸发器的传热管总长为6.5 m，冷凝器的传热管总长为10 m，相应的容积为：VH=×di2×LH=/4×0.0072×65L =0.25LVK=×di2×LH=/4×0.009522×100 L =0.38L按上式可估算出该系统的制冷剂充注量为：G=0.5334×0.25+0.2247×10=0.22 kg应该指出，充注量对系统性能的影响因素是多方面的，也与毛细管的长度有关，在毛细管长度

8、一定的情况下，存在一个最佳充注量，它与确定毛细管尺寸的情况类似，也应该通过在实际装置中运行试验后确定。第六章 辅助设备选择 6.1 毛细管尺寸设计1）设计参数制冷剂：R134a冷凝压力：pk=1.47Mpa（tk=54.4）蒸发压力：p0=0.35Mpa（t0=3.50）节流阀前温度：46.1制冷剂循环量：6.9×10-3kg/s蒸发器分路数：22） 毛细管尺寸估算图解法制冷剂在毛细管内的两相流动过程十分复杂，难以精确计算。用图解法选出的毛细管尺寸都要经过在实际装置中的运行试验，经过修正后才能获得最佳尺寸。为简化计算，假定由冷凝器出口到毛细管进口前的总流动损失相当于饱和温度降低了1.

9、5，因此进毛细管时液体制冷剂的过冷度为6.8.由pk、t值查图得标准毛细管的流通量为27kg/h。流量系数=0.46查图，如选择毛细管内径1.50mm，则毛细管长度1.93m6.2 管路系统制冷管路的设计应合理选择管材、管径，尽量缩短管线长度，以减少管路阻力损失，并防止制冷剂产生“闪气”现象。中、小型空调器多采用R134a为制冷剂，因此管材多采用紫铜管，为减轻重量和降低成本，又多选用薄壁铜管（）。如果管径较大（d25mm），亦可采用无缝钢管。在确定管径时，主要是根据管道总压力损失的许可值。对吸气管道而言，总的允许压力损失约10-20,相当于制冷剂的饱和温度降低1；对排气管道而言，总的允许压力损

10、失约15-40，相当于制冷剂的饱和温度升高1-2;冷凝器至节流机构之间的液体连接管路总压力损失应小于20。在系统的制冷剂流量计工况已确定的情况下，压力损失决定于管内制冷剂的流速。管道的压力损失可按下式进行计算： 式中总压力损失，单位为； 总沿程摩擦阻力损失，单位为； 总局不阻力损失，单位为； 气流密度，单位为kg； 流体速度，单位为； 沿程阻力系数； 局部阻力系数； 管道内径，单位为m； 管长，单位为m。其中，、的具体数值可查阅有关手册。为了减少计算上的麻烦，也可根据已知条件（冷凝温度、蒸发温度、制冷量、管道当量长度、允许压力损失和制冷剂类型）直接从有关图表中查出管道内径和管内制冷剂流速。常用

11、紫铜管的规格见小型制冷装置设计指导7-41.制冷剂管道管径的配置也可根据各设备的进、出口口径的大小适当选配。R134a制冷剂在管路中的流速（m/s）工质吸气管排气管冷凝器到节流机构的液管R134a4.52010180.51.5参照上表，选取R134a制冷剂在管中流速v=10m/s，冷凝器至节流机构中的管中流速v=1.5m/s由公式，Av=qm，得所选管道规格如下表所示排气管管径选择质量流量0.006136444kg/s排气管截面积9.62194E-06m2比容15.68L/kg密度63.7755102kg/m3管半径0.003500149m管径7.000297345mm管径选择8×0

12、.5mm净断面积0.3852每米长外表面积0.0252m2吸气管管径选择质量流量0.006136444kg/s排气管截面积1.02479E-05m2比容59.88L/kg密度16.7000668kg/m3管半径0.003612206m管径7.224412951mm管径选择8×0.5mm净断面积0.3852每米长外表面积0.0252m2冷凝器到节流机构之间的管径选择质量流量0.006136444kg/s排气管截面积3.64096E-06m2比容0.89L/kg密度1123.595506kg/m3管半径0.002153093m管径4.306186471mm管径选择6×0.5mm

13、净断面积0.1962每米长外表面积0.0189m26.3 干燥过滤器选择 干燥器只用于氟利昂制冷系统中，装在节流机构的液体管路上，用来吸附制冷剂中所含有的水分。干燥剂一般采用硅胶或分子筛。制冷剂液体在干燥器内的流速为0.0130.33m/s，流速过大易使干燥剂粉碎，将过滤器堵塞或将粉末带入系统。这一流速范围将作为选择干燥器直径大小的依据。在小型氟利昂制冷装置中，通常将过滤器与干燥器合为一体，成为干燥过滤器。为防止吸附剂粉末进入管路系统，干燥过滤器的两端均装有网眼为0.1mm的铜丝网以及纱布、脱脂棉等过滤层。吸附剂吸附水分的能力是有限的，当吸附水分后，它的吸附能力随之降低，甚至丧失吸附水分的能力

14、，因此在系统中往往与干燥过滤器平行设置旁通管路，并用截止阀隔开，以便在吸附剂的吸附能力明显下降（系统中发生冰堵现象）或过滤器被堵塞（系统中发生脏堵现象）时能将干燥过滤器拆下清洗，加热再生吸附剂或更换新的吸附剂，而又不影响制冷系统的正常工作。干燥过滤器结构简单，一般制造厂都成套配给，可根据管直径选用。艾默生EK-052 连接方式：螺口式系统冷量尺寸1/4in1/3冷吨4.81/3.69/2.64in6.35mm1172w122.174/93.726/67.056mm6.4 气液分离器的选择气液分离器的选型时一般考虑能容纳50%机组的充灌量。气液分离器筒径计算公式：D=(4qv,th/)1/2=0.04式中：D-筒体直径(m)qv,th-压缩机理论输气量 0.00064m3/s-气液分离器内气体流速，一般取0.5m/s。筒体高度H=(3-4)D气液分离器选型压缩机理论输气量0.00064m3/s气液分离器内气体流量0.5m/s筒体直径0.04038036m筒体高度品牌：康利德总结本次设计的是家用单冷型空调机组，两器设计是重点，通过不断计算校核，确定蒸发器、冷凝器尺寸和毛细管的长度。1：为保证系统运行性能，使系统能够适应工作环境的较大变化。2：对于提高相同制冷量时，增大压缩机能力所增加的成本要低于增大两器换